0:00:00.843,0:00:02.888
我想讓大家看一段模特兒的影片

0:00:02.888,0:00:04.477
他們是我的工作夥伴

0:00:04.477,0:00:08.015
他們都有完美的身材，各個穠纖合度

0:00:08.015,0:00:10.553
我有說過他們超美的嗎？

0:00:10.553,0:00:13.683
還有他們是科學模特兒嗎？(笑聲)

0:00:13.683,0:00:16.026
你們可能會猜我是個組織工程學家吧

0:00:16.026,0:00:18.475
然後這段影片是在拍攝跳動的心臟

0:00:18.475,0:00:20.691
這是我在實驗室設計的

0:00:20.691,0:00:22.573
我們希望有一天，這些組織

0:00:22.573,0:00:25.517
可以當作某些人體器官的替代品

0:00:25.517,0:00:27.797
但是我今天要跟大家說的

0:00:27.797,0:00:32.244
是為什麼這些組織能成為頂尖的模特兒(模型)

0:00:32.244,0:00:34.971
好，讓我們先來看看藥物檢驗的流程

0:00:34.971,0:00:37.949
從藥物配方、實驗室測試、動物測試

0:00:37.949,0:00:40.452
到臨床測試，也可以稱之為人體實驗

0:00:40.452,0:00:42.717
完成這些步驟才會上市

0:00:42.717,0:00:45.860
這樣的流程很花錢，很費時

0:00:45.860,0:00:48.670
甚至有時候連已經上市的藥物

0:00:48.670,0:00:52.605
都會讓人體產生無法預測的反應，造成實質的傷害

0:00:52.605,0:00:56.692
而且問題發現得越晚，後果就會越嚴重

0:00:56.692,0:01:00.876
我們將之簡化為兩個問題。第一，人類不是老鼠

0:01:00.876,0:01:04.964
第二，儘管人和人之間的差異微乎其微

0:01:04.964,0:01:07.405
但是我們之間這些微小的差異

0:01:07.405,0:01:09.914
卻讓我們代謝藥物的反應和藥效

0:01:09.914,0:01:11.783
有天壤之別

0:01:11.783,0:01:14.615
所以，如果說我們的實驗室使用了更好的模型

0:01:14.615,0:01:17.885
而這些模型不單只是比老鼠更接近人類

0:01:17.885,0:01:21.805
還可以反映出人體的多元性呢?

0:01:21.805,0:01:25.732
我們來看看，組織工程學能做些什麼

0:01:25.732,0:01:28.261
其中一項至關重要的關鍵科技

0:01:28.261,0:01:31.453
我們稱之為"誘導性多功能幹細胞"

0:01:31.453,0:01:33.971
最近由日本發展出來的

0:01:33.971,0:01:36.418
好，誘導性多功能幹細胞

0:01:36.418,0:01:38.531
和胚胎幹細胞有許多相似之處

0:01:38.531,0:01:40.748
只是沒有道德爭議性

0:01:40.748,0:01:43.647
我們誘導細胞生長，舉例來說，皮膚細胞

0:01:43.647,0:01:46.154
的方式是植入微量的基因，培養它們

0:01:46.154,0:01:47.775
接著就可以採收

0:01:47.775,0:01:50.482
所以我們可以欺騙這些皮膚細胞

0:01:50.482,0:01:53.266
可以說是讓細胞罹患失憶症，讓他們變回胚胎模式

0:01:53.266,0:01:55.978
因此沒有道德爭議性，這是第一個好處

0:01:55.978,0:01:58.527
第二個好處是，你可以用它培養出任何的組織

0:01:58.527,0:02:01.082
大腦、心臟、肝臟，你們都知道的

0:02:01.082,0:02:03.605
都是出於自己的細胞

0:02:03.605,0:02:07.170
所以我們可以做出你的心臟，你的大腦的模版

0:02:07.170,0:02:09.802
在晶片上

0:02:09.802,0:02:12.658
培育出密度和行為模式可預測的組織

0:02:12.658,0:02:15.490
是第二步驟，這個進展非常重要

0:02:15.490,0:02:18.162
使得這些模型能應用於藥物測試

0:02:18.162,0:02:21.274
這張圖是我們實驗室正在發展的生物反應器

0:02:21.274,0:02:24.722
它能提高組織工程進行時的模式性和控制性

0:02:24.722,0:02:28.121
未來，你們想像一下許多台這種儀器並聯在一起的樣子

0:02:28.121,0:02:30.458
裡面有數以千計的人類組織

0:02:30.458,0:02:34.506
就好像在晶片上面進行臨床試驗

0:02:34.506,0:02:38.301
關於誘導性多功能幹細胞，還有另外一件事

0:02:38.301,0:02:40.850
那就是如果我們採集了一些皮膚細胞，例如說

0:02:40.850,0:02:43.026
從有遺傳性疾病的人身上

0:02:43.026,0:02:45.282
然後我們從中培育出一些組織

0:02:45.282,0:02:47.250
我們可以實際利用組織工程的技術

0:02:47.250,0:02:50.651
在實驗室裡培育這些疾病的模型

0:02:50.651,0:02:54.235
這個例子來自Kevin Eggin在哈佛的實驗室

0:02:54.235,0:02:56.525
他培養出神經元

0:02:56.525,0:02:59.240
從誘導性多功能幹細胞中

0:02:59.240,0:03:01.869
樣本來自Lou Gehrig症 (肌肉萎縮性側索硬化症) 的病患

0:03:01.869,0:03:04.312
他將它們分化成神經元，不可思議的是

0:03:04.312,0:03:07.464
這些神經元也反應出該疾病的症狀

0:03:07.464,0:03:09.563
所以有了這些疾病的模型，我們能以前所未有的速度

0:03:09.563,0:03:12.145
反擊它們，還能以前所未有的角度

0:03:12.145,0:03:16.108
了解它們，甚至能加快藥物研發的腳步

0:03:16.108,0:03:19.488
這是另一個例子，這種遺傳性疾病幹細胞

0:03:19.488,0:03:23.497
培育自色素性視網膜炎的患者

0:03:23.497,0:03:25.251
這種病是視網膜的衰退

0:03:25.251,0:03:28.008
這是我們家族成員常罹患的疾病，我們真的很希望

0:03:28.008,0:03:30.232
這類的幹細胞可以幫助我們找到解藥

0:03:30.232,0:03:33.040
因此，有些人認為這些模型看起來完美無缺

0:03:33.040,0:03:36.481
但是他們會問： "這些細胞真的跟小白鼠一樣好用嗎？"

0:03:36.481,0:03:39.469
畢竟老鼠是完整的生物體

0:03:39.469,0:03:41.175
器官之間有完整的互動網路

0:03:41.175,0:03:45.096
用於心臟的藥會在肝臟代謝

0:03:45.096,0:03:47.936
而且有些藥效副產品可能會儲存在脂肪

0:03:47.936,0:03:52.463
這些效果在組織工程的模型上不是都看不出來嗎？

0:03:52.463,0:03:54.577
沒錯，這是這領域的另外一個研究趨勢

0:03:54.577,0:03:57.444
將組織工程的技術與微流學結合在一起

0:03:57.444,0:03:59.608
實際上，這個領域正朝這個方向發展

0:03:59.608,0:04:02.114
人體全生態系統的模型

0:04:02.114,0:04:04.514
必須包含複合的器官系統才得以測試

0:04:04.514,0:04:06.117
為了控制血壓而服用的藥物

0:04:06.117,0:04:09.384
可能會影響你的肝臟，服用抗憂鬱劑或許會影響你的心臟

0:04:09.384,0:04:13.456
這些系統很難架構，但是我們開始著手進行了

0:04:13.456,0:04:16.760
所以，等著看吧

0:04:16.760,0:04:19.392
但是這還不是全部，因為一旦藥物獲得許可

0:04:19.392,0:04:23.074
組織工程的技術真的能幫助我們[br]使療程更符合個人需求

0:04:23.074,0:04:26.816
未來的某天你可能需要了解這些相關資訊

0:04:26.816,0:04:28.936
但是我希望這一天永遠不會來

0:04:28.936,0:04:31.456
因為你想像，自己可能接到了一通電話

0:04:31.456,0:04:34.664
帶來的是壞消息，你可能罹患癌症了

0:04:34.664,0:04:37.200
你難道不想先試用那些治療癌症的藥物

0:04:37.200,0:04:39.960
看看那些藥是否真的可以對抗你的癌症嗎？

0:04:39.960,0:04:42.382
這是Karen Burg的實驗室的例子，他們那裏

0:04:42.382,0:04:45.288
使用噴墨技術來標的乳癌細胞

0:04:45.288,0:04:47.759
並研究細胞的發展及療效

0:04:47.759,0:04:50.312
我們Tufts有幾個同事正在結合不同模型

0:04:50.312,0:04:53.400
例如結合那些組織工程研發的骨頭，觀察癌症如何

0:04:53.400,0:04:56.120
從身體這個區域擴散到下一個區域

0:04:56.120,0:04:58.504
你可以想像一下，那些包含多種組織的晶片

0:04:58.504,0:05:01.489
會在下個世代，成為這類研究的主流

0:05:01.489,0:05:03.911
所以，回想我們剛剛討論的這些模型

0:05:03.911,0:05:05.824
你會發現，未來的組織工程學

0:05:05.824,0:05:08.280
有助於藥物檢驗，我們努力過程的每一步

0:05:08.280,0:05:11.058
都能使其產生突破性的變革

0:05:11.058,0:05:13.632
疾病模型可以製作出更好的藥物配方

0:05:13.632,0:05:17.503
多樣而大量的人類組織模型[br]有助於實驗室測試的變革

0:05:17.503,0:05:21.728
減少動物臨床測試及人類臨床測試

0:05:21.728,0:05:23.420
使療程個人化，改變我們以往的想法

0:05:23.420,0:05:27.008
認為一套療程適用於所有人

0:05:27.008,0:05:29.552
而我們實際的數據回饋[br]也以戲劇化的速度增加

0:05:29.552,0:05:31.875
實驗內容是培養單一分子，並研究其

0:05:31.875,0:05:34.224
在人體中的反應為何

0:05:34.224,0:05:36.552
我們的所作所為，其實就是

0:05:36.552,0:05:41.413
將生物科技跟藥理學轉換成資訊科技

0:05:41.413,0:05:44.392
幫助我們加快藥物開發與評估的速度

0:05:44.392,0:05:47.608
減少成本，提高效率

0:05:47.608,0:05:51.688
比起動物試驗，這樣的作法更有意義，不是嗎?

0:05:51.688,0:05:58.503
謝謝大家 (鼓掌)